Naukowcy dokonali pewnych oszacowań. I tak, przypuszcza się, iż przy zachowaniu obecnego tempa wydobycia ropy naftowej jej złoża- dotychczas poznane- wyczerpią się w ciągu zaledwie TRZYDZIESTU lat!! Jeśli chodzi o gaz ziemny- jego zasobów powinno wystarczyć na eksploatację przez najbliższe STO lat! Oba wymienione surowce, podobnie jak węgiel, powstały wiele milionów lat temu w warunkach ściśle określonych i bardzo mało prawdopodobne jest, by się one powtórzyły. Dlatego już dziś należy pomyśleć, skąd będziemy mogli czerpać energię po upływie tych stu lat? Może warto zacząć korzystać z zasobów energii, które jeszcze będą dostępne co najmniej przez milion lat? Z energii wiatru, mórz, Słońca, Ziemi...
Podział:
Niekonwencjonalne źródła elektrycznej energii możemy podzielić na odnawialne oraz na nieodnawialne. Do źródeł odnawialnych zaliczyć należy: energię wiatru, energię wód, energię słoneczną, energię pływów i fal morskich, energię cieplną oceanów oraz energię biomasy. Do nieodnawialnych natomiast wliczamy: wodór, energię magnetohydrodynamiczną oraz ogniwa paliwowe. Istnieje też źródło energii zaliczane do obu tych grup, czyli energia geotermiczna, to znaczy energia gorących skał i gejzerów.
Dlaczego?
Prawie wszystkie rodzaje niekonwencjonalnych źródeł elektrycznej energii wiążą się z minimalnym, wręcz znikomym oddziaływaniem na nasze środowisko lub też nawet w ogóle na nie wpływu nie mają! Dlaczego natomiast warto wykorzystać pochodzącą z odnawialnych źródeł energię? Ponieważ energia taka jest tania, przyjazna dla człowieka i dla środowiska. Jej źródła dostępne są przy niewielkich kosztach (tyczy się to słomy, czy drewna) lub też nawet zupełnie za darmo (wiatr, słońce, biogaz- jest to gaz, który powstaje wskutek beztlenowej fermentacji zwierzęcych odchodów, zawierający zazwyczaj 40- 60% objętościowych metanu oraz dwutlenku węgla 60- 40%, a także w małych lub śladowych ilościach inne gazy, jak siarkowodór, tlenek węgla, azot, węglowodory, amoniak).
Rodzaje:
- Energia słoneczna:
Pochodząca od Słońca energia może zostać przetworzona w ciepło w kolektorach (wodne, powietrzne). Następnie ciepło to może posłużyć do:
- ogrzewania różnego rodzaju obiektów takich, jak mieszkania, pomieszczenia produkcyjne, ośrodki kultury, obiekty szkolne, sportowe;
- podgrzewania wody- gospodarstwa domowe, rolne, zakłady przemysłowe, baseny;
- suszenia (kolektory powietrzne)- ziarna zbóż, tytoń, nasiona, owoce, grzyby, zioła.
W celu przekształcenia energii słonecznej w elektryczną stosuje się tak zwane ogniwa fotowoltaiczne. (Nazywane są one też inaczej fotoogniwami lub ogniwami słonecznymi, są to urządzenia cechujące się zdolnością bezpośredniej przemiany słonecznego światła w elektryczną energię.) Małych baterii słonecznych używamy na co dzień- w kalkulatorach, zegarkach, zabawkach, radiach, czy też nawet w przenośnych telewizorkach. Dużym zainteresowaniem cieszy się teraz zagadnienie wykorzystania fotoogniw w wolnostojących systemach, które montowane są na oddalonych od sieci elektrycznej obszarach. Rozwiązania tego typu znajdują zastosowanie w zasilaniu automatycznych urządzeń, jak np.: awaryjne telefony przy autostradach, latarnie morskie, stacje meteorologiczne, stacje telekomunikacyjne, boje nawigacyjne.
W chwili obecnej stosuje się baterie słoneczne do zasilania urządzeń pokładowych w różnego typu satelitach- wojskowych, telekomunikacyjnych, badawczych. W krajach leżących na trudnych terenach, gdzie nie ma możliwości dostarczenia węgla do elektrowni, lecz o silnym nasłonecznieniu- tam słoneczne światło to często jedyne źródło pozyskiwania energii. Przykładowo w Neapolu słonecznej energii używa się w celu ogrzania wody dla domowych potrzeb.
W Polsce na około 0,5% powierzchni można znaleźć odpowiednie warunki do zamontowania w zabudowanych miejscach, na dachach różnych budynków instalacji przetwarzających słoneczną energię na ciepło i prąd. Póki co wykorzystuje się fotowoltaiczne ogniwa głównie na Bałtyku w nawigacyjnych urządzeniach.
2. Energia wiatru:
Przetwarzanie siły wiatru na elektryczną energię odbywa się w siłowniach, które przekazują prąd do elektroenergetycznej sieci lub, które pracują indywidualnie, by zaspokoić potrzeby własne użytkownika- domu jednorodzinnego, gospodarstwa rolnego, zakładu przemysłowego. Energia wiatru może zostać wykorzystana do różnych celów takich, jak oświetlenie pomieszczeń, pompowanie wody do konsumpcji, nawadnianie pól przy użyciu zraszaczy upraw, rekultywacja i natlenianie wodnych zbiorników.
Jednakże energetyka wiatrowa posiada również złe strony. Chodzi tu głównie o zmianę krajobrazu, wytwarzany hałas, a także stwarzanie zagrożenia dla wędrownych ptaków.
W Polsce istnieją dogodne warunki do wykorzystywania energii pochodzącej z wiatru, głównie na Wybrzeżu oraz w okolicy Suwałk, gdzie średnie roczne prędkości wiatru notowane na wysokości trzydziestu metrów wynoszą 5 do 6 m/s.
3. Energia wód:
Wodne siłownie dostarczają w chwili obecnej około 5% energii na świecie. W wielu krajach rzeki nadają się do budowania na nich zapór.
Można jednak znaleźć minusy stosowania wodnej energetyki, ponieważ budowanie ogromnych obiektów niezbędnych do tego celu odbiera ludziom ziemię, zmuszając ich do przesiedlenia, jak również na środowisko ma ujemny wpływ.
Polska jest krajem nizinnym, dlatego ma tylko niewielkie zasoby wodnej energii, działa u nas około 127 dużych i około 300 małych elektrowni wodnych.
4. Energia Ziemi:
Wnętrze Ziemi posiada energię, która wydobywa się z niego pod postacią gejzerów lub tzw. gorących skał. Gejzery są niczym innym jak erupcją gorącej wody lub pary wodnej z samego wnętrza Ziemi. Natomiast, aby wykorzystać gorące skały, należy wywiercić otwór, przez który wtłacza się zimną wodę, a z wnętrza Ziemi wypompowuje się już gorącą. Można taki efekt uzyskać przeważnie w miejscu jakiejś anomalii geologicznej.
Energię geotermiczną, która posiada wyższy potencjał temperaturowy, wykorzystuje się do produkowania energii elektrycznej, natomiast ta wykazująca niższy potencjał- jest źródłem ciepła używanego przy ogrzewaniu pomieszczeń. Do napędu parowych turbin wykorzystuje się bezpośrednio lub pośrednio gejzery. Jednakże wadą tego typu rozwiązań jest to, że wraz z parą wodną i gorąca wodą wydobywają się również agresywne gazy, odkładające się na turbinach (ich łopatkach), wymuszając stosowanie wymienników ciepła. Komplikuje to i pogarsza sprawność całego obiegu cieplnego.
Polska położona jest poza strefą aktywności wulkaniczno- magmowej i tektonicznej. Brak również złóż geotermalnych wykorzystywanych w innych krajach do produkcji elektrycznej energii. Można eksploatować naturalne lub mające pochodzenie z odwiertów (wypływ naturalny, bądź sztuczny- dzięki działaniu pomp) źródła.
5. Energia biomasy:
Wykorzystanie biomasy do celu energetycznego polega na:
- bezpośrednim spaleniu organicznych produktów fotosyntezy, jakimi są słoma (z jednego kilograma biomasy żółtej słomy można uzyskać 14,3 MJ, a z szarej słomy- aż 15,2 MJ energii), drewno oraz jego odpady (kilogram drewna opałowego dostarcza 13,0 MJ energii), odpadki roślinnej produkcji, czy tzw. "rośliny energetyczne", bardzo często wpierw zgranulowane, bądź brykietowane (przykładowo spalenie trzciny daje 14,2 MJ/kg);
- spaleniu po przetworzeniu wstępnym do wygodniejszej w zastosowaniu postaci- olej pirolizowy, który ma zbliżone do opałowego oleju właściwości, olej słonecznikowy, olej rzepakowy, alkohol metylowy, alkohol etylowy, gaz drzewny. Produkty tego typu mogą być wykorzystane jako dodatek do płynnego paliwa, napędzającego silniki spalinowe (trakcyjne i stacjonarne).
Korzyści:
Stosowanie energii ze źródeł odnawialnych może przynieść liczne korzyści, między innymi:
1. Ekonomiczno- społeczne:
- zastąpienie coraz droższych i trudniej dostępnych kopalnych paliw tanim i niewyczerpalnym źródłem energii;
- spadek uzależnienia od obcego źródła energii;
- powstanie konkurencji pomiędzy poszczególnymi producentami energii, z uwagi na to, że cena energii uzależniona jest od kosztów jej uzyskania;
- nowe stanowiska pracy (szczególnie istotne w rolniczych regionach o wysokim stopniu bezrobocia);
- sposób na zagospodarowanie nieużytków pod produkcję rolną na potrzeby paliwowo- energetycznego sektora;
- sposób na wykorzystanie wszelkich nadwyżek powstałych przy produkcji rolnej (zboże, ziemniaki, rośliny oleiste, odpady, jak np. słoma).
2. Ekologiczne:
- redukcja emisji zanieczyszczeń, głównie powietrza, powstających przy przetwarzaniu kopalnych paliw;
- zredukowanie efektu cieplarnianego;
- regulacja stosunków wodnych;
- ogólne zmniejszenie liczby odpadów.
3. Zdrowotne:
- ograniczenie liczby zachorowań powodowanych zanieczyszczeniem środowiska.
Wnioski:
Wiele argumentów potwierdza konieczność zastosowania niekonwencjonalnych źródeł energii. Najlepiej o korzyściach, jakie można wynieść z korzystania z energii pozyskanej w sposób alternatywny, mówią następujące dane dotyczące zanieczyszczeń emitowanych do atmosfery:
- dwutlenku węgla- 250 000 kg;
- dwutlenku siarki- 2 000 kg;
- dwutlenku azotu- 1 500 kg;
- pyłów i żużlu- 17 500 kg
mniej w przypadku produkowania przez rok energii elektrycznej przy użyciu odnawialnego źródła z mocą 160 kW! Liczby mówią same za siebie...
